Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của y học, hàng loạt các chất kháng sinh mới ra đời và sử dụng rộng rãi nhằm điều trị hoặc phòng ngừa bệnh tật cho con người cũng như động vật. Do đó, một lượng kháng sinh thải vào môi trường thủy sinh thông qua nhiều nguồn khác nhau như công nghiệp dược phẩm, nước thải bệnh viện có thể gây ra những nguy hại cho sức khỏe con người và ô nhiễm môi trường sinh thái. Tetracycline hydrochloride là một nhóm lớn gồm các loại thuốc kháng sinh được sử dụng phổ biến trong nuôi trồng thủy sản và thuốc thú y, chiếm khoảng 29% tổng số sử dụng kháng sinh [14]
Bảng 1.4. Đặc tính hóa học của TC Phân tử Công thức Phân tử khối (g/mol) Độ tan (mol/l) pKa1 pKa2 pKa3 TC C22H24O8N2.HCl 480.9 0.041 3,2 ± 0,3 7,78 ± 0,05 9,6 ± 0,3 Kháng sinh TC có dạng bột kết tinh vàng tươi, không mùi, vị rất đắng. Chế phẩm bền vững trong không khí khô nhưng dễ bị phân huỷ khi gặp điều kiện ẩm ướt hoặc có ánh sáng. Sản phẩm phân huỷ của TC không còn tác dụng và gây độc với gan, thận. TC tan được trong nước, ít tan trong etanol 960, tan trong dung dịch axit và kiềm loãng, hầu như không tan trong axeton, ete, clorofom. Ngoài ra, TC có khả năng phát huỳnh quang vàng trong ánh sáng UV. Về hóa tính, TC là hợp chất hữu cơ lưỡng tính (với nhóm dimetylamin có tính bazơ và các nhóm -OH vòng thơm có tính axit), khử thuốc thử Fehling cho kết tủa Cu2O màu đỏ nâu, tạo phức với các ion kim loại: Fe3+, Zn2+, Cu2+,... các chelat tạo thành có màu và vị trí liên kết với ion kim loại thay đổi theo pH [7].
Thuốc kháng sinh TC có tác dụng kìm hãm sự phát triển hoặc tiêu diệt vi khuẩn bởi sự ức chế quá trình tổng hợp protein của vi khuẩn. Vì thế, khi xâm nhập vào vi khuẩn, TC sẽ gắn vào ribosom của vi khuẩn và ức chế chức năng hoạt động của chúng. Các chủng vi khuẩn kháng lại TC là do vị trí gắn TC trên ribosom bị biến đổi, bởi vậy TC không gắn được vào ribosom của vi khuẩn và mất tác dụng với vi khuẩn đó. TC là một kháng sinh có phổ hoạt động rộng vì chúng tác dụng trên nhiều loại vi khuẩn gây bệnh (vi khuẩn gram âm, gram dương; vi khuẩn hiếu khí, kị khí). TC cũng được biết đến là kháng sinh đầu bảng dùng điều trị các bệnh nhiễm khuẩn hlamydia (bệnh mắt hột, bệnh nhiễm khuẩn đường sinh dục, tiết niệu,...), Mycoplasma (bệnh
điều trị bệnh do phẩy khuẩn tả (Vibrio cholerae) gây ra bệnh tiêu chảy cấp tính. Tuy nhiên, do tetracycline hydrochloride có một số tác dụng bất lợi với răng, xương và thận, hiện nay chỉ nên dùng khi nhiễm khuẩn mà tetracyclin là thuốc đặc trị: dịch hạch, than, Rickettsia.
Do sự hấp phụ kém, hầu hết TC được bài tiết qua phân và nước tiểu dưới dạng các hợp chất bền khó phân hủy. Ảnh hưởng nguy hại nhất của thuốc kháng sinh TC trong môi trường là dẫn đến vi khuẩn kháng thuốc rộng rãi, làm giảm hoặc mất tác dụng của thuốc. Do thời gian bán hủy tương đối dài nên việc xử lí TC bằng các phương pháp hóa học, sinh học và vật lí thông thường không mang lại hiệu quả cao. Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ nhiều kĩ thuật xử lí TC đã được nghiên cứu. Trong đó, một giải pháp mang tính thời sự đầy hứa hẹn là sử dụng xúc tác quang để phân hủy kháng sinh, như một số công trình đã được báo cáo: Phân hủy tetracycline trong dung dịch nước bằng phản ứng xúc tác quang của vật liệu nano TiO2, tổng hợp mẫu composite p-n Ag2O/g-C3N4 để loại bỏ tetracycline hydrochloride nồng độ thấp trong nước thải bệnh viện [9].
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM